AULA COMPORTAMENTO DAS FASES I

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QUÍMICA DO PETRÓLEO I
CCE0074
Prof. Luiz Henrique Poley
lhpoley@gmail.com
Campos/RJ, 2013/1
Comportamento das Fases
2
ÓLEO E GÁS NATURAL
Estado Físico da mistura de Hidrocarbonetos: depende 
da composição da mistura e das condições de 
temperatura e pressão.
ÓLEO E GÁS NATURAL
Nas condições de reservatório a temperatura e pressão 
são bem maiores que na superfície.
Na superfície, uma parte dos hidrocarbonetos que se 
encontravam na fase líquida vai se transformar em 
gás
ÓLEO E GÁS NATURAL
Assim, temos:
Óleo é a parte que permanece no estado líquido quando uma mistura 
líquida de hidrocarbonetos é levada das condições de reservatório 
para as condições de superfície.
Gás natural é o nome dado às misturas de hidrocarbonetos que, 
quando estão nas condições de superfície se apresentam na forma 
gasosa. No reservatório estas misturas podem se apresentar tanto 
na forma gasosa como dissolvida no óleo.
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
Experimento: Aquecimento a pressão constante
Estágio 1:Substância no estado líquido
Estágio 2: Aparecimento da primeira “porção” de vapor. 
Ponto de Ebulição, Temperatura de Ebulição ou 
Ponto de bolha
Estágio 3: Toda substância no estado de vapor, a 
menos de uma “porção”. Ponto de Orvalho
Estágio 4:Toda a substância no estado de vapor e uma 
temperatura acima da temperatura de ebulição. Vapor 
Superaquecido.
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
Ponto importante: a passagem de líquido para vapor se 
dá a TEMPERATURA CONSTANTE, pois a 
PRESSÃO TAMBÉM É CONSTANTE no caso 
estudado.
Ponto importante 2: Para uma substância pura o 
PONTO DE ORVALHO coincide com o PONTO DE 
BOLHA
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
Variando-se a pressão, varia-se o PONTO DE 
ORVALHO (ou PONTO DE BOLHA).
Assim, obtém-se o diagrama de fases da substância.
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
No chamado PONTO CRÍTICO, não existem diferenças 
entre as propriedades da fase líquida e da fase gás. 
As propriedades críticas das substâncias são 
tabeladas na literatura.
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
O processo de vaporização pode ser feito também a 
temperatura constante, reduzindo-se gradativamente 
a pressão.
Durante o processo de vaporização (ou de 
condensação quando no sentido inverso), a 
temperatura e pressão permanecem constantes
Repetindo o processo a diferentes temperaturas, 
obtemos uma curva como a da figura a seguir
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
VAPORIZAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA 
PURA
Na figura anterior:
linha FC: curva dos pontos de bolha
linha GC: curva dos pontos de orvalho
linha FGC: envelope de fases ou envoltória
Ponto C: ponto crítico
PROPRIEDADES BÁSICAS DOS FLUIDOS
VOLUME MOLAR: Volume ocupado por um mol de 
uma substância em uma dada pressão e temperatura.
No caso dos gases ou misturas gasosas:
Vm = 22,41L a 0°C e 1 atm (condições normais)
Vm = 379 ft3 a 60°F e 14,7 psia (condições standard)
PROPRIEDADES BÁSICAS DOS FLUIDOS
COORDENADAS REDUZIDAS: quocientes da pressão, 
temperatura e volume pelos seus correspondentes 
críticos.
T r=
T
T c
Pr=
P
P c
V r=
V
V c
PROPRIEDADES BÁSICAS DOS FLUIDOS
PRESSÃO DE VAPOR:Pressão exercida pelo vapor 
quando em equilíbrio com a fase líquida 
PROPRIEDADES BÁSICAS DOS FLUIDOS
COMPRESSIBILIDADE: Variação fracional do volume 
pela variação unitária de pressão




∂
∂
−=
p
V
V
c 1
PROPRIEDADES BÁSICAS DOS FLUIDOS
MASSA ESPECIFICA: Razão entre a massa e o 
volume de uma substância
=m
V
PROPRIEDADES BÁSICAS DOS FLUIDOS
VOLUME ESPECIFICO: Inverso da massa especifica.
= 1

MISTURAS E SOLUÇÕES
MISTURA: Sistema composto por mais de um 
componente.
As misturas homogêneas são chamadas de soluções
MISTURAS E SOLUÇÕES
Nas chamadas soluções ideais, as propriedades 
termodinâmicas são aditivas, isto é:
Onde G é a grandeza, y, a fração molar e nc o número 
de componentes
∑
=
−
=
cn
li
ii GyG
PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES IDEAIS
PORCENTAGEM EM MASSA: divisão da massa do 
componente pela massa total da mistura multiplicado 
por 100
100.%)( x
m
mmassa
cn
lj
j
i
i
∑
=
=
PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES IDEAIS
PORCENTAGEM EM VOLUME: divisão do volume do 
componente pelo volume total da mistura multiplicado 
por 100
∑
=
=
cn
lj
j
i
V
Vvolume%)(
PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES IDEAIS
PORCENTAGEM EM MOL: divisão do número de mols 
do componente pelo número de mols da mistura 
multiplicado por 100
100.%)( x
n
nmol
cn
lj
j
i
i
∑
=
=
PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES IDEAIS
FRAÇÃO MOLAR: divisão do número de mols do 
componente pelo número de mols da mistura.
l
i
n
lj
j
i
i n
n
n
ny
c
==
∑
=
PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES IDEAIS
MASSA MOLECULAR APARENTE: Massa de cada 
componente ponderada pela sua fração molar.
∑
=
=
cn
li
iia MyM
COORDENADAS PSEUDO-CRITICAS E 
PSEUDO-REDUZIDAS
Para misturas falamos em propriedades pseudo-
críticas:
 pressão pseudo-critica temperatura pseudo-crítica
Onde pci = pressão critica do componente i
Tci = temperatura crítica do componente i
∑
=
=
cn
li
ciipc pyp ∑
=
=
cn
li
ciipc TyT
COORDENADAS PSEUDO-CRITICAS E 
PSEUDO-REDUZIDAS
De posse dos valores pseudo-críticos, obtemos as 
propriedades pseudo-reduzidas:
 pressão temperatura 
pc
pr p
pP =
pc
pr T
TT =
LEI DOS ESTADOS CORRESPONDENTES
"todos os fluidos exibem o mesmo 
comportamento quando submetidos à 
mesma pressão reduzida e à mesma 
temperatura reduzida"
 
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